Jądrowy ładunek kształtowy
Jądrowe ładunki kształtowe odnoszą się do broni jądrowej , która skupia energię swojej eksplozji w określonych kierunkach, w przeciwieństwie do eksplozji kulistej. Edward Teller odniósł się do takich koncepcji jak broń trzeciej generacji , pierwsza generacja to bomba atomowa , a druga to bomba wodorowa .
Podstawowa koncepcja była kilkakrotnie poruszana, a pierwsze znane odniesienia były częścią projektu statku kosmicznego o napędzie atomowym Project Orion w latach sześćdziesiątych XX wieku. Ten wykorzystał tlenek berylu do przekształcenia promieni rentgenowskich uwolnionych przez małą bombę w promieniowanie o większej długości fali, które wybuchowo odparowało materiał ubijaka, zwykle wolfram , powodując, że zabrał on większość energii bomby jako energię kinetyczną w postaci plazmy wolframowej . Ta sama koncepcja została zbadana jako broń w Casaba / Howitzer propozycje.
Pomysły zostały zbadane przez Narodowe Laboratorium Los Alamos w ramach Inicjatywy Obrony Strategicznej .
Badania i testy
Projekt Orion w latach 60. przewidywał użycie ładunków jądrowych do napędu. Eksplozja nuklearna zamieniłaby płytkę wolframową w strumień plazmy, który następnie uderzyłby w płytę popychacza napędu. Około 85% energii bomby mogło zostać skierowane na cel w postaci plazmy, aczkolwiek przy bardzo szerokim kącie stożka wynoszącym 22,5 stopnia. Statek kosmiczny o masie 4000 ton zużywałby ładunki 5 kiloton, a statek kosmiczny o masie 10 000 ton zużywałby ładunki 15 kiloton. Orion zbadał również możliwość wykorzystania ładunków jądrowych jako broni w wojnie kosmicznej . Broń ta miałaby wydajność kilku kiloton, mogłaby przekształcić około 50% tej energii w strumień plazmy o prędkości 280 kilometrów na sekundę i teoretycznie mogłaby uzyskać kąty wiązki tak niskie, jak 0,1 radiana (5,73 stopnia), dość szerokie, ale znacznie węższa niż jednostka napędowa.
Koncepcja ładunku jądrowego była również szeroko badana w latach 80. w ramach Projektu Prometheus, wraz z laserami pompowanymi bombami . Wykorzystując kombinację kształtowania fali wybuchowej i konstrukcji lufy, do 5% małej bomby atomowej można podobno przekształcić w energię kinetyczną napędzającą wiązkę cząstek o kącie wiązki 0,001 radiana (0,057 stopnia), daleko bardziej skoncentrowany niż wcześniej proponowany strumień plazmy, chociaż wydajność spada do 1% przy 50 kilotonach (pół kiloton energii w wiązce), a wydajność znacznie spada przy jeszcze wyższych wydajnościach. Znany jest tylko jeden test ładunku jądrowego, przeprowadzony w 1985 r Operacja Grenadierów . Podczas testu o kryptonimie „Chamita” zamiarem było wykorzystanie detonacji jądrowej do przyspieszenia masy jednego kilograma wolframu z prędkością stu kilometrów na sekundę w postaci małych cząstek skupionych w wiązce w kształcie stożka. W teście udało się rozpędzić jeden kilogram cząstek wolframu / molibdenu do siedemdziesięciu kilometrów na sekundę, czyli około 0,59 tony energii kinetycznej. Ponieważ wydajność zdetonowanego urządzenia jądrowego wynosiła 8 kiloton, wyszło to tylko na 0,007% wydajności.
Fizyk jądrowy z Princeton, Dan L. Fenstermacher, stwierdził, że istnieje fundamentalny problem związany z koncepcją haubicy Casaba, który staje się tragiczny przy wyższych wydajnościach: znaczna część energii bomby nieuchronnie staje się promieniowaniem ciała doskonale czarnego , które szybko wyprzedziłoby napędzaną masę. Stwarza to ryzyko, że większość cząstek zostanie odparowana lub nawet zjonizowana, czyniąc je bezużytecznymi do zadawania obrażeń celowi. Doszedł do wniosku: „Koncepcja NKEW jest zatem taka, która może wymagać subkilotonowe materiały wybuchowe, aby były wykonalne… W każdym razie jasne jest, że zademonstrowanie pędu pocisków o dużej prędkości z wybuchu jądrowego, choć być może imponujące, w żaden sposób nie gwarantuje, że z tej koncepcji kiedykolwiek powstanie użyteczna broń ”.
- Chung, Winchell (17 czerwca 2016). „Włócznia nuklearna: haubica Casaba” . Rakiety Atomowe .